【正文】 么樣子呢？（思考）t1＋max{t1，t2}＋max{ t1，t2，t3}＋max{ t1，t2，t3，t4}（N－3）＋max{ t2，t3，t4}＋max{t3，t4}＋t4 多處理機(jī)與并行處理1. 多處理機(jī) 多處理機(jī)系統(tǒng)是有多臺處理機(jī)組成的系統(tǒng)，每臺處理機(jī)有屬于自己的控制部，可以執(zhí)行獨(dú)立的程序，共享一個(gè)主存儲器和所有的外部設(shè)備。它是多指令流多數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)。在多處理機(jī)系統(tǒng)中， 機(jī)間的互連技術(shù)決定著多處理機(jī)的性能。多處理機(jī)之間的互連，要滿足高頻帶、低成本、連接方式 的多樣性以及在不規(guī)則通信情況下連接的無沖突性。2．并行處理機(jī) 與采用流水結(jié)構(gòu)的單機(jī)系統(tǒng)都是單指令流多數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)，但它們也有區(qū)別，并行處理機(jī)采用資源重復(fù)技術(shù)，而采用流水結(jié)構(gòu)的單機(jī)系統(tǒng)則采用時(shí)間重疊技術(shù)。 并行處理機(jī)的兩種典型結(jié)構(gòu)：具有分布存儲器的并行處理機(jī)結(jié)構(gòu)和具有共享存儲器的并行處理機(jī)結(jié)構(gòu)。 安全性、可靠性與系統(tǒng)性能評測基礎(chǔ)知識 計(jì)算機(jī)可靠性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性是指從它開始運(yùn)行（t=0）到某時(shí)刻這段時(shí)間內(nèi)能正常運(yùn)行的概率，用 R 表示。所謂失效率是指單位時(shí)間內(nèi)失效的元件數(shù)與元件總數(shù)的比例，以λ 表示，當(dāng)λ為常數(shù)時(shí)，可靠性與失效率的關(guān)系為： 兩次故障之間系統(tǒng)能正常工作的時(shí)間的平均值稱為平均無故障時(shí)間（MTBF）：235。計(jì)算機(jī)可靠性模型 常見的系統(tǒng)可靠性數(shù)學(xué)模型有以下幾種:(1) 串聯(lián)系統(tǒng)：假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)由個(gè)子系統(tǒng)組成，當(dāng)且僅當(dāng)所有的子系統(tǒng)都能正常工作時(shí)，系統(tǒng)才能 正常工作，這種系統(tǒng)稱為串聯(lián)系統(tǒng)。R=R1R2…Rn 【例】 設(shè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由 CPU、存儲器、I/O 三部分組成，其可靠性分別為 ， 和 。求計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)的可靠性。解：R = R1?R2?R3 = = 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性為 。(2)并聯(lián)系統(tǒng)：假如一個(gè)系統(tǒng)由個(gè)子系統(tǒng)組成，只要有一個(gè)子系統(tǒng)正常工作，系統(tǒng)就能正常工作，這 樣的系統(tǒng)稱為并聯(lián)系統(tǒng)。R=1(1R1)(1R2)…(1Rn)【例】 設(shè)一個(gè)系統(tǒng)由三個(gè)相同子系統(tǒng)構(gòu)成，其可靠性為 ，平均無故障時(shí)間為 10000 小時(shí)，求系統(tǒng)的可靠性和平均無故障時(shí)間。解：R1=R2=R3=235。 系統(tǒng)可靠性 R=1(1R1)3= 系統(tǒng)平均無故障時(shí)間 MTBF 為:(小時(shí)） 計(jì)算機(jī)故障診斷與容錯(cuò)1．計(jì)算機(jī)故障診斷技術(shù)(1) 計(jì)算機(jī)的故障 根據(jù)計(jì)算機(jī)故障表現(xiàn)出的特點(diǎn)，可以分為永久性、間歇性及瞬時(shí)性三類。① 永久性故障：永久性故障表現(xiàn)出穩(wěn)定性及持續(xù)性的特征，如元器件的損壞、電路的斷線或短路、 程序編寫的錯(cuò)誤等，它的特點(diǎn)是故障可以重復(fù)出現(xiàn)。② 間歇性故障：間歇性故障表現(xiàn)出不穩(wěn)定性及對系統(tǒng)狀態(tài)具有依賴性的特征，此時(shí)可能表現(xiàn)出機(jī)器 時(shí)好時(shí)壞的現(xiàn)象。③ 瞬時(shí)性故障：瞬時(shí)性故障是由偶然原因引起的短暫故障，一般無衙修復(fù)就能恢復(fù)正常。但若頻繁 出現(xiàn)，也會影響工作；所以需要查出故障原因，以消除影響。(2) 故障診斷方法 故障診斷包括故障檢測和故障定位兩個(gè)方面。? 故障檢測：測試并確定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有無故障的過程；? 故障定位：判定故障發(fā)生在某個(gè)子系統(tǒng)、功能塊或器件的過程 故障診斷的主要方法有下述三種：① 對電路直接進(jìn)行測試的故障定位測試法；②“檢查診斷程序”法：用機(jī)器語言寫的“檢查診斷程序”來進(jìn)行診斷的方法是一種功能測試法。③ 微診斷法：在微程序控制的計(jì)算機(jī)中用微指令來對系統(tǒng)進(jìn)行診斷叫做微診斷法。2．計(jì)算機(jī)容錯(cuò)技術(shù) 容錯(cuò)是采用冗余方法來消除故障影響。針對硬件，有時(shí)間冗余和元器件冗余兩種方法。? 時(shí)間冗余：對同一計(jì)算進(jìn)行重復(fù)運(yùn)算，并對結(jié)果進(jìn)行比較，或進(jìn)行驗(yàn)算等，這種方法對解決 偶然性故障比較有效。? 元器件冗余：利用附加的硬件來保證在局部有故障的情況下系統(tǒng)能正常工作。(1) 簡單的雙機(jī)備份? ① 熱備份（雙重系統(tǒng)）? ② 冷備份（雙工系統(tǒng)）(2) 操作系統(tǒng)支持的雙機(jī)容錯(cuò)：該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是系統(tǒng)內(nèi)包括雙處理器、雙存儲器、雙輸入輸出控制 器、不間斷工作的電源以及與之適應(yīng)的操作系統(tǒng)等。? 對故障處理步驟及方法歸納如下：① 故障封閉：防止故障擴(kuò)散：② 檢錯(cuò)：利用冗余代碼，提供出錯(cuò)信息，例如奇偶檢驗(yàn)碼、海明檢驗(yàn)碼、CRC 校驗(yàn)碼等；③ 重復(fù)執(zhí)行：利用軟件重新執(zhí)行運(yùn)算，以清除瞬時(shí)異常的影響；④ 診斷：對于非瞬時(shí)異常，確定故障性質(zhì)及地點(diǎn)；⑤ 系統(tǒng)重構(gòu)及恢復(fù)：對故障部件從系統(tǒng)中退出，重建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，然后恢復(fù)運(yùn)行；⑥ 修復(fù)：對故降部件進(jìn)行在線修復(fù)或脫機(jī)修復(fù)，一般為后者；⑦ 重入：故障部件修復(fù)后，重新投入系統(tǒng)運(yùn)行。 尋址方式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用不同的尋址方式的目的就是要縮短指令的長度、擴(kuò)大尋址空間，從而提高編程的靈活性。這也是CISC計(jì)算機(jī)的一個(gè)主要特征。而在RISC計(jì)算機(jī)中采用的是定長的指令格式。在本題中的尋址方式中，取得操作數(shù)最慢的是存儲器間接尋址。當(dāng)采用地址指定方式時(shí)，形成操作數(shù)或指令地址的方式，稱為尋址方式。常用的尋址方式有立即數(shù)尋址、直接尋址、間接尋址、寄存器尋址、基址尋址、變址尋址、相對尋址。尋址方式分為兩類，既指令尋址方式和數(shù)據(jù)尋址方式，前者比較簡單，后者比較復(fù)雜。216。 指令的尋址方式一種是順序?qū)ぶ贩绞?，另一種是跳躍尋址方式。216。 操作數(shù)尋址方式形成操作數(shù)的有效地址的方法，稱為操作數(shù)的尋址方式。 立即尋址特點(diǎn)是：指令的地址字段指出的不是操作數(shù)的地址，而直接是操作數(shù)本身。 直接尋址特點(diǎn)是：在指令格式的地址字段中直接指出操作數(shù)在內(nèi)存的地址D。 間接尋址特點(diǎn)是：指令地址字段中的形式地址D不是操作數(shù)的真正地址，而是操作數(shù)地址的指示器，D單元的內(nèi)容才是操作數(shù)的有效地址。 寄存器尋址方式和寄存器間接尋址方式：寄存器間接尋址方式與寄存器尋址方式的區(qū)別在于：指令格式中的寄存器內(nèi)容不是操作數(shù)，而是操作數(shù)的地址，該地址指明的操作數(shù)在內(nèi)存中。 相對尋址方式：相對尋址是把程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容加上指令格式中的形式地址D而形成操作數(shù)的有效地址。程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容就是當(dāng)前指令的地址。 基址尋址方式：將CPU中基址寄存器的內(nèi)容加上指令格式中的形式地址而形成操作數(shù)的有效地址。它的優(yōu)點(diǎn)是可以擴(kuò)大尋址能力。 變址尋址方式：變址尋址方式與基址尋址方式計(jì)算有效地址的方法很相似，它把CPU中某個(gè)變址寄存器的內(nèi)容與偏移量D相加來形成操作數(shù)有效地址。 但使用變址尋址方式的目的不在于擴(kuò)大尋址空間，而在于實(shí)現(xiàn)程序塊的規(guī)律變化。 塊尋址方式：塊尋址方式經(jīng)常用在輸入輸出指令中，以實(shí)現(xiàn)外存儲器或外圍設(shè)備同內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)塊傳送。 段尋址方式：這種尋址方式的實(shí)質(zhì)還是基址尋址，方法上采用段寄存器數(shù)據(jù)自動左移若干位，然后與偏移量相加，進(jìn)而形成所需的內(nèi)存地址。216。 尋址方式比較： 間接慢，直接快 內(nèi)存慢，寄存器快，立即數(shù)更快 要運(yùn)算的慢，不需運(yùn)算的快 間接的復(fù)雜，直接的簡單 直接的死板，間接的靈活 內(nèi)存地址長，寄存器地址短 計(jì)算機(jī)組成原理小結(jié)因?yàn)楸静糠謨?nèi)容多而且復(fù)雜，根據(jù)大綱以及歷年的考試題，在最后把此部分內(nèi)容簡單歸納一下， 掌握了如下的知識點(diǎn)，并且可以做到舉一反三，就能把相關(guān)考題的分?jǐn)?shù)拿到手： 計(jì)算機(jī)的數(shù)制表示 經(jīng)常考到的是二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)。在一些有關(guān)二進(jìn)制計(jì)算的題目中，題目中給出十 進(jìn)制或者十六進(jìn)制數(shù)，必須先把他們轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制才能進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)算。這是一種基本的技能。 計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)的 4 種編碼：原碼，反碼，補(bǔ)碼，移碼；表示數(shù)的范圍的不同。4 種編碼中零的表示 浮點(diǎn)數(shù)的表示及其規(guī)格化 本考點(diǎn)幾乎每年都有題，而且題型差不多。任意浮點(diǎn)數(shù)N由階碼E和尾數(shù)M組成，N=MRE ，尾 數(shù)M為定點(diǎn)小數(shù)，階碼E是定點(diǎn)整數(shù)，R是階碼的底又成基數(shù)。 只要了解了它的結(jié)構(gòu)和表示方法及轉(zhuǎn)換關(guān)系，就可以做到游刃有余。 邏輯運(yùn)算 指令的尋址方式及尋址過程 尋址方式的種類； 掌握各種尋址方式的實(shí)際地址的計(jì)算過程取指令――指令譯碼（計(jì)算操作碼地址、計(jì)算操作數(shù)有效地址）――執(zhí)行指令――保存結(jié)果。 Cache 緩存和虛擬存儲器 高速緩存的工作方法；讀寫機(jī)制；淘汰算法。24 /